Twyman-Green型干涉(泰曼-格林干涉)的測量原理基于光的干涉現象,特別是相干光的疊加原理。以下是對其測量原理的詳細解釋:
一、基本原理
當兩束相干光波在空間某點相遇時,它們會相互疊加并產生干涉現象。干涉圖樣的特點是明暗相間的干涉條紋,這些條紋的間距和強度取決于光的波長和光束之間的相位差。
二、干涉儀結構
泰曼-格林干涉儀通常由以下主要部分組成:
光源:一般采用單色光源,如激光,以確保發出的光是單色光,從而進行精確的波長測量和干涉圖樣觀察。
分束器:是干涉儀的核心部件之一,用于將入射光束分為兩束相干光束。分束器通常采用半透半反鏡或雙折射晶體制成。
參考臂和測量臂:被分束器分開的兩束相干光束分別進入參考臂和測量臂。參考臂通常包含一段已知的路徑長度,用于提供穩定的參考光波;測量臂則與被測物體相互作用,其光程長度會發生變化,這是由于被測物體對光的折射、衍射或散射作用造成的。
檢測器:用于檢測干涉圖樣,并將干涉信號轉化為電信號輸出,以便進行后續的數據處理和分析。
三、測量原理
相位差與干涉圖樣:當兩束光在干涉點相遇時,如果它們的相位差是波長的整數倍,則會產生加強干涉,表現為亮條紋;如果相位差是半波長的奇數倍,則會產生削弱干涉,表現為暗條紋。通過觀察干涉圖樣,可以分析被測物體的特性,如折射率、厚度等。
測量過程:在測量過程中,激光首先經過分束器分成兩束光線,一束光線經過參考鏡反射后再次回到分束器,另一束光線則經過被測物體后也回到分束器。當兩束光線再次相遇時,它們會發生干涉現象,并在檢測器上形成干涉圖樣。通過處理和分析干涉圖樣中的明暗條紋及其變化,可以計算出被測物體的表面形貌、薄膜厚度等參數。
四、應用
泰曼-格林干涉儀在科學研究、工業制造和質量控制等領域具有廣泛的應用價值。例如,在科學研究中,它可用于研究物體表面形貌的微小變化,如微米級別的表面粗糙度、納米級別的表面平整度等;在工業制造領域,它可用于薄膜厚度的測量,如光學薄膜、電鍍薄膜等;在質量控制方面,它可用于產品的檢測和評估,如電子元件的制造、光學元件的加工等。
綜上所述,Twyman-Green型干涉(泰曼-格林干涉)的測量原理基于光的干涉現象和相干光的疊加原理。通過分析和處理干涉圖樣中的明暗條紋及其變化,可以實現對被測物體表面形貌、薄膜厚度等參數的精確測量。
TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀
一款可以“實時”動態/靜態 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀
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2,毫米級視野,實現5nm-有機油膜厚度掃描
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